朱振建 石樺 宋杰 許林晨

摘要： 本文論述以臺達(dá)PLC為核心，在自動控制領(lǐng)域數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成、原理，包括控制器的電路構(gòu)成，特點(diǎn)、組成框圖及臨時應(yīng)變方面，組態(tài)王軟件（HIM）編程步驟和參數(shù)完善。

　　關(guān)鍵詞： 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，PLC，HIM,傳感器

　　Abstract: This article elaborates take DELTA PLC as a core, has utilized the automatic control data system's principle, elaborated controller's electric circuit constitution, the characteristic, the composition diagram and the temporary strain aspect, the Kingview (HIM) programs the step and the parameter are perfect.

　　Key words: Data acquisition system, PLC, HIM, sensor

　　一、引言

　　臺達(dá)電子工業(yè)自動化產(chǎn)品以現(xiàn)代電子技術(shù)核心基礎(chǔ)，致力與驅(qū)動(Drive)、運(yùn)動(Motion)和控制（Control）三大領(lǐng)域的發(fā)展，擁有著名的：DVP系列PLC、DOP系列人機(jī)界面和IFD系列通訊轉(zhuǎn)換接口等用于控制系統(tǒng)，REO系列編碼器用于檢測系統(tǒng)，ASAD系列伺服馬達(dá)與驅(qū)動器用于運(yùn)動控制，VFD系列各種通用、專用變頻器廣泛應(yīng)用于各類電機(jī)的驅(qū)動與控制… … 如果你是一名優(yōu)秀的電氣工程師或技術(shù)主管，臺達(dá)工業(yè)自動化產(chǎn)品的高性能、 易用性、多樣化以及由上至下的整合性，一定能讓你的工作得心應(yīng)手、事業(yè)騰飛，亮麗你的一生；無論你在國企、民企或外企，臺達(dá)電子一定能使你大顯身手、助你成功，如果員工（搞電氣的）需要培訓(xùn)，PLC、DOP 再加上一臺變頻器，是你最好的試驗(yàn)教材；如果你的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)異常、效率低下、技術(shù)落后、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等等，你可以瀏覽一下臺達(dá)機(jī)電綜合產(chǎn)品目錄，相信你一定找到合理的解決方案，哈哈 ，下面我要介紹的一個案例就是這樣誕生的：臺達(dá)PLC在溫度數(shù)據(jù)采集方面的應(yīng)用

　　一條懸掛式工件熱處理調(diào)質(zhì)線，產(chǎn)品質(zhì)量極不穩(wěn)定，引起客戶的抱怨，責(zé)丞工藝、設(shè)備技術(shù)人查找問題所在，拿出解決方案，分析原因可能由于淬火槽內(nèi)淬火液的溫度高低不均，如何能夠測出工件在淬火液中的溫度分布情況？？？這是解決問題的關(guān)鍵… … 傳統(tǒng)的方法是傳感器+儀表，若同時測工件周圍六點(diǎn)的淬火液溫度，需要六塊儀表，在淬火液中高溫工件四周溫度的變化劇烈、復(fù)雜，如何觀察記錄呢？怎么分析工件的淬火溫度變化曲線是否合理？顯然傳統(tǒng)的方案顯得無奈，臺達(dá)PLC+PC（筆記本）輕松解決問題，且省時經(jīng)濟(jì)，精度高，靈活性好。

　　二、系統(tǒng)硬件、軟件選擇

　　PLC主機(jī)：DVP32EH00R2 一臺

　　熱電阻溫度測量模塊 DVP04PT-H2 二塊

　　鉑金屬傳感器PT 100 （3線制 100Ω） 六支

　　通訊模塊ADAM—4520 一塊

　　開關(guān)穩(wěn)壓電源 LP1100D-24M AC 200V/ DC 24V 4A 一塊

　　筆記本一臺（本項(xiàng)目借用 最好有RS232串口）

　　PLC編程軟件 WPLSoft 2.10 臺達(dá)公司免費(fèi)提供

　　組態(tài)軟件 北京亞控 組態(tài)王6.53 46點(diǎn) 演示版

　　導(dǎo)線若干

　　三 系統(tǒng)配置描述

　　本系統(tǒng)用于臨時性、實(shí)驗(yàn)性、密集型連續(xù)測量、記錄工件周圍淬火介質(zhì)溫度，為改進(jìn)、改造設(shè)備或熱處理工藝提供實(shí)際數(shù)據(jù)，如果稍加改動，用于各種介質(zhì)的溫度控制，也是一個很優(yōu)秀控制方案，因而具有一定推廣意義。

　　本系統(tǒng)顯著地特點(diǎn)：實(shí)用性強(qiáng)，方便、快捷、經(jīng)濟(jì)，PLC編程，組態(tài)王編程數(shù)小時便可完成，更可貴的組態(tài)王演示版，64點(diǎn)開發(fā)版免費(fèi)，可運(yùn)行2個小時，重啟一次，非常經(jīng)濟(jì)，對于本項(xiàng)目沒有影響。

　　3.1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)

　　采用臺達(dá)PLC主機(jī)DVP32EH + 溫度測量模塊 DVP04PT，利用DVP32EH的RS-485通訊口 ，通過一塊通訊模塊ADAM—4520將RS-485信號轉(zhuǎn)化為RS-232信號（由于現(xiàn)場工作環(huán)境惡劣PC機(jī)離控制器較遠(yuǎn)故而要使用RS-485信號），連接到PC機(jī)上,最后由PC機(jī)上的組態(tài)王監(jiān)控軟件，完成采集數(shù)據(jù)的顯示、記錄與處理。

　　熱處理調(diào)質(zhì)線，現(xiàn)場生產(chǎn)工藝流程，所要采集溫度點(diǎn)的位置如下圖：

　　3.2 PLC 溫度數(shù)據(jù)采集程序的編制

　　DVP04PT 溫度測量模塊可接受外部4 點(diǎn)鉑金屬溫度傳感器(PT 100 3 線 100Ω)，將其轉(zhuǎn)換成14 位的數(shù)字信號。通過DVP-PLC 主機(jī)程序以指令FROM / TO 來讀寫模塊內(nèi)的數(shù)據(jù)，模塊內(nèi)具有49 個CR(Controlled Register)寄存器，每個寄存器有16 Bits。電源單元與模塊分離，體積小，安裝容易。可選擇攝氏溫度(℃)或華氏(℉)溫度，攝氏溫度輸入分辨率為0.1℃，華氏溫度輸入分辨率為0.18℉。

　　兩塊溫度測量模塊擴(kuò)展于PLC主機(jī)的右側(cè)，

　　6支三線制PT100溫度傳感器按規(guī)定接入2塊DVP04PT 溫度測量模塊中，第一塊接入4支，接入4個通道，第二塊接入2支，使用1、2兩個通道，不用的通道，短接避免干擾。依據(jù)臺達(dá)PLC特殊擴(kuò)展模塊的規(guī)則：主機(jī)DVP32EH右側(cè)第一個特殊擴(kuò)展模塊所在的位置編號為K0, 右側(cè)第二個特殊擴(kuò)展模塊所在的位置編號為K1,依此類推，最多擴(kuò)展八塊… …

　　編寫溫度采集的數(shù)據(jù)程序如下：

　　程序說明：

　　第一塊測溫模塊

　　（1） 利用FROM 指令讀取模塊DVP04PT-H2 內(nèi)＃0 寄存器（CR）內(nèi)的機(jī)種編碼 = H6402，以便檢測判斷模塊是否存在，種類是否正確。

　　（2） 利用TO指令，在PLC 由STOP→RUN的第一個掃描周期內(nèi)，設(shè)定CH1~C4 輸入信號的取樣平均次數(shù)為4 次。

　　（3） 判斷DVP04PT-H2是否正確，正確事時導(dǎo)通，從CR#6 ~ CR#9中讀取CH1 ~ CH4 測量攝氏溫度(°C)信號平均值共4 筆放在D100 ~ D103中。從CR#18 ~ CR#21中讀取CH1 ~ CH4 測量攝氏溫度(°C)信號現(xiàn)在值共4 筆放在D110 ~ D113中。

　　3.3 溫度數(shù)據(jù)顯示、記錄組態(tài)程序的編制

　　組態(tài)監(jiān)控軟件采用北京亞控公司的組態(tài)王 6.53 版本，由于本項(xiàng)目是試驗(yàn)性的采集、記錄數(shù)據(jù)，故采用64 點(diǎn) 演示版，開發(fā)與運(yùn)行，間斷地運(yùn)行兩個小時足以。

　　3.3.1 組態(tài)王與臺達(dá)PLC 通訊的建立

　　臺達(dá)的DVP系列PLC和上位機(jī)的組態(tài)王通訊采用串行通訊，使用組態(tài)王本身驅(qū)動，支持RS232和RS485兩種通訊方式。本例采用RS485通訊，硬件配置設(shè)置值如下：

　　計(jì)算機(jī)通過RS232串口接轉(zhuǎn)換模塊，變成RS485信號后，接到PLC的485口上

　　波特率 9600

　　數(shù)據(jù)位 7位

　　停止位 1位

　　校驗(yàn)位 偶校驗(yàn)

　　切記：將PLC中決定通訊格式的特殊數(shù)據(jù)寄存器D1120設(shè)置為：0X8E

　　3.3.2 組態(tài)數(shù)據(jù)顯示畫面、溫度記錄曲線

　　用組態(tài)王軟件可以實(shí)現(xiàn)精確、細(xì)膩的互動顯示操作，大量的圖庫精靈，多種通訊驅(qū)動程序，強(qiáng)大的在線、離線模擬功能，支持配方功能和多種控件，能完成各種物理量如溫度、壓力等的實(shí)時曲線、歷史曲線的數(shù)據(jù)存儲，具有打印功能，可滿足各種工藝要求。溫度顯示畫面、歷史曲線顯示畫面如下：

溫度顯示畫面

溫度記錄歷史曲線畫面

　　四、結(jié)束語

　　組織有關(guān)技術(shù)人員，對測量的歷史數(shù)據(jù)曲線進(jìn)行分析，很快得出結(jié)論，提出整改方案，整改后效果明顯，產(chǎn)品合格率大幅度提高。本溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為整改方案制訂提供了關(guān)鍵性的依據(jù)。

　　參考文獻(xiàn)

　　［1］中達(dá)電通. DVP-PLC應(yīng)用技術(shù)手冊【程序篇】.

　　［2］臺達(dá)電子. DVP04PT-H2溫度測量模組安裝說明書.

　　［3］亞控公司 . 組態(tài)王6.53使用手冊.

　　作者簡介：朱振建，男，河南洛陽人 ，第一拖拉機(jī)股份有限公司鍛造分公司，電氣工程師。Email:lyzzj@yahoo.com.cn

　　Auther synopsis: zhu zhenjian ,male ,live in Luoyang , Henan province. Forging Filiale, First Tractor Company Limited , electric engineer. Email:lyzzj@yahoo.com.cn